Реагентное обеззараживание воды
В п.1.2 подробно рассмотрены причины, по которым невозможно использование хлорирования при получении воды высшей категории.
Однако в производстве питьевой бутилированной воды широко применяется метод обеззараживания озоном.
Озон - это нестойкий трехатомный кислород, обладающий реакционной и стерилизующей способностью, в тысячи раз большей, чем у хлора, один из сильнейших и чистейших окислителей. Дезинфекция озоном не оставляет продуктов распада, кроме кислорода, не придает воде запаха, не обладает вкусом, не меняет минеральных и органолептических показателей воды. Для обработки воды он используется уже около ста лет. Однако только в последние 25-30 лет благодаря разработке озонаторов третьего поколения, резко упростивших и удешевивших его производство, началось бурное внедрение процессов озонирования воды. Предлагаются установки для производства озона в количестве от граммов до десятков килограммов в час. Они могут использоваться в небольших устройствах обработки воды и городских станциях.
Преимуществом озонирования воды является неспособность озона, в отличие от хлора, к реакциям замещения. Особенностью озона является и быстрое разложение в воде с образованием кислорода, т.е. озон обладает практически полной экологической безопасностью. К недостаткам озона относится сложность его производства на месте использования, необходимость больших затрат электроэнергии на его синтез, а также малое последействие, поскольку озон разлагается в воде примерно за 30 минут. Озонирование за счет высокой окислительной способности озона позволяет одновременно достичь обесцвечивания воды, устранения привкусов и запахов и ее обеззараживания. При этом в воду не вносятся посторонние примеси и не образуются вредные для человека соединения.
|
|
|
Механизм бактерицидного действия озона объясняется его влиянием на обмен веществ в живой клетке, при котором нарушается равновесие превращения активной сульфидной группы в неактивную группу. Установлено, что озон универсально разрушает микроорганизмы в воде. Это можно объяснить способом действия озона. В отличие от обычно употребляемого хлора, озон не дает обратного замедляющего эффекта на внутриклеточные ферменты. Из-за высокой окислительной способности озон действует как окислитель на стенку-мембрану клетки вплоть до проникновения внутрь микроорганизма и окисления определенных важных компонентов (протеинов, ферментов, ДНК, РНК). Когда большая часть мембраны разрушена, клетка погибает. При озонировании продуктов жизнедеятельности микроорганизмов и водорослей происходит практически полное удаление запахов и привкусов в широком диапазоне кислотности, температуры и ионного состава воды.
|
|
|
Интересным вариантом использования озонирования является его применение при производстве бутилированной воды. Вводя в воду непосредственно перед розливом избыточное количество озона, добиваются того, что после закупорки бутылей выделяющийся из воды озон стерилизует их верхнюю часть и пробку. Затем озон медленно разлагается, насыщая воду кислородом, что придает ей родниковый вкус.
Используется озон и для "холодной стерилизации" емкостей, трубопроводов и бутылок. Для этого их обрабатывают водой с растворенным значительным избытком озона.
По современной технологии производство озона осуществляется на месте применения на специальных установках - озоногенераторах. Озон образуется при высокочастотном коронном разряде в потоке осушенного воздуха. Для растворения озона в воде используются методы барботажа и эжекции.
В крупных промышленных установках наиболее часто используется барботаж озоно-воздушной смеси через очищаемую воду. Очень сложной технической проблемой является обеспечение одинакового времени контакта пузырьков с водой. Для этого необходимо создание равномерных пузырьков, а также их введение по всему объему воды.
|
|
|
В установках относительно небольшой производительности наиболее распространен и достаточно эффективен метод эжекции. Очищаемая вода проходит через эжектор, создает в нем разрежение, при котором в воду засасывается необходимое количество озона. Интенсивное перемешивание в эжекторе диспергирует озон на мельчайшие пузырьки с огромной поверхностью контакта. Поэтому скорость растворения велика. Кроме того, разрежение на линии после озоногенератора гарантирует безопасность от попадания озона в воздух рабочих помещений.
После растворения озона необходимо обеспечить определенное время его контакта с водой для осуществления химических реакций окисления и удаления из воды избыточного количества воздуха и озона. Для этого устанавливают контактно-сепарационный аппарат, из которого вода направляется на угольный фильтр для доочистки от органики и деструкции озона.
Совместить эффективное растворение озона и заданную длительность его контактирования с водой позволяют пульсационные колонны со специальными распределительными тарелками. Озоно-воздушная смесь вводится в нижнюю часть колонны; возвратно-поступательное движение воды, создаваемое специальным пульсатором, и распределительные тарелки обеспечивают ее диспергацию до пузырьков заданных оптимальных размеров, которые поднимаются противотоком к двигающемуся вниз потоку воды. Этим достигается высокая степень использования озона при большой удельной производительности аппарата.
|
|
|
При любом методе подачи озона он полностью никогда не растворяется и удаляется с отходящими из адсорбера газами. Допустимое содержание озона в воздухе составляет 0,2 мг/м3. Поэтому этот озон должен быть деструктирован. Для этого используются каталитический и термический методы.
Из других реагентных методов обеззараживания в производстве бутилированной воды используется серебрение и йодирование, но, в виду того, что концентрации серебра и йода в питьевой воде жестко ограничены, они используются не как основные дезинфектанты, а для, например, восполнения недостатка соединений йода в организме. Однако дополнительный эффект дезинфекции при их дозировании также проявляется. [10]
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 103; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!